通过对焊接接头性能影响原因的剖析和实验，调整相应的结构参数和焊接工艺参数，预防焊接接头缺点的产生，提升接头机械性能，从而提升商品的用法寿命，降低损失，节省了材料。
热交换器商品中的固定式不带法兰的管板与壳体的连接焊接接头是商品上的主要焊接接头，制造过程中焊接接头内部组织的缺点，如夹渣、气孔、未熔合、未焊透、裂纹与组织粗大等，将影响焊接接头的机械性能，也影响商品用的靠谱性，给用单位带来非必须的经济损失，是个不可忽略的问题。通过对焊接接头性能影响原因的剖析和实验，调整相应的结构参数和焊接工艺参数，预防焊接接头缺点的产生，提升接头机械性能，从而提升商品的用法寿命，降低损失，节省了材料。
1 问题的提出
在商品生产过程中，焊接结构参数、焊接工艺参数、焊接前的筹备和操作办法等原因都会干扰焊接接头的水平，在焊接时就要通过控制有关技术参数来控制焊接接头内部水平，尽量提升焊接接头的机械性能。在很多技术原因中以结构参数和焊接工艺参数对焊接接头水平影响最大，为此，坡口尺寸变化对焊接接头水平的影响及焊接工艺参数对焊接接头水平的影响是本课题的主要内容。
通过研究不同尺寸的坡口用相同焊接工艺参数下焊成的接头在焊接接头组织、机械性能、焊接应力分布的变化；比较对焊接接头水平影响最小的结构尺寸，选出最佳技术参数。
2 坡口尺寸的确定
商品的设计坡口尺寸如图1所示，其中，管板车边尺寸为0.25,与壳体组对后坡口间隙为0.41，具体依据不一样的板厚在国家标准中有明确的规定。
本课题依据中生产单位的实质状况，和1的取值如表1。依据表中的数据，按《钢制重压容器》标准的有关规定，可以分别计算出管板车边尺寸和坡口间隙尺寸，也列于表1中。
在本次试验中，为了降低工作量，试件的坡口组对成大小端，最大值取6mm，最小值取1mm。虽然该值与国家标准的需要有出入，但符合焊接工艺中保证焊接接头水平的相关需求，对试验结果的正确性影响不明显。
3 模拟试验与测试
为保证结构参数对焊接接头的组织、应力和机械性能等方面影响的试验结果准确，在焊接过程中，需要焊接工艺参数维持不变。
本试验的试件结构与商品实质用的结构相近。对焊接接头的测试主要包含焊接接头热影响区应力值、机械性能测试和热影响区组织剖析。
3.1应力测试
应力测试时使用了应力释放法。
通过焊接接头区或焊接热影响区某点处的应变量测试，计算出该点的应力值。用此法测试比较简单，所需测试设施方便。虽然数据不够准确，但同一试件测试的数据有对比性，对本课题来讲完全符合需要。
测试时，为使焊接热影响区的应力相对准确且有对比性，试验时选焊接接头焊趾两侧5mm处平行于焊接接头中心线的直线上作为测试焊接应力的地方，并以5mm的间距为一测试点，两侧两端各测6点。
3.2机械性能测试
应力测试后的试件用机械加工的办法加工成拉伸试样，测试其机械性能。
4 数据剖析
4.1测试点应力与焊接接头距离的关系
以上数据表明，离焊接接头不一样的距离的各点间的应力是不一样的。离熔合线越近，应力值越大；离熔合线越远，应力值越小。表明高温区更易产生较高的应力。
4.2坡口间距对应力的影响
坡口间距对应的影响也较为明显，从表中可以看出，坡口间距越大，应力值也有明显的增大，最大间隙处应力值（为最小间隙处应力值的3.5倍左右）。从理论上剖析，坡口越大，需填充的金属越多，焊接时热用途时间越长，温度也越高，因而产生更大的应力。
4.3坡口间距对机械性能的影响
可以看出，坡口间距对机械性能的影响较小，但坡口间距对缺点有较大的影响。两个试样都做了宏观金相检查，坡口间距越小，未焊透缺点倾向增加。所以，坡口间距间接地影响了焊接接头的强度，减少疲劳强度。
5 金相剖析
在相应的最大坡口端和最小坡口端，分别取试样进行金相剖析，对比母材金相，组织变化差异非常小。可见，因所用材料为普通碳素结构钢（管板和筒体材料都使用了Q235-B），这种材料的组织在加热时，长大倾向并不明显。可以觉得，坡口间距对焊接接头及热影响区金属组织的影响是不大的。或者说，因焊接接头及热影响区金属组织所引起的焊接接头失效现象的原因要比焊接缺点和应力变化所产生的影响小得多。
6 结论
通过以上剖析，导致管板与壳体连接焊接接头失效的要紧原因中，坡口尺寸大小是其中之一。由于坡口尺寸大小对焊接接头内部缺点的产生及热影响区的焊接残余应力大小有着重大的影响，坡口越大，焊接缺点产生的可能性增加，焊接残余应力增加。在焊接实践中，可以通过选择适合的坡口尺寸，配以适当的焊接工艺参数，尽量减少焊接接头及热影响区的焊接残余应力，则可以降低此类失效现象的发生，从而减小生产中的经济损失。
